500M 打超大单桩——海上风电场桩基工程的概念颠覆者

在德国Cuxhaven的试桩现场的情景令人记忆犹新：一根93吨的不锈钢钢板桩在数秒内消失于地面下。海上桩基施工行业正在一个与北海海床地质情况非常相似的陆上区域，对一种全新的、对海上风电场桩基施工具有重大意义的工法进行测试，与实际情况唯一的区别是该测试不在水中进行。倘若这次试桩能够旗开得胜的话，新工法不仅能够为海上桩基施工节省上百万欧元，也能在海洋生物、人居环境的保护上起到举足轻重的作用。
 
板桩的规格
6根长21米直径4.3米重93吨的钢板桩，由德国北部Steelwind Nordenham公司的钢板桩厂制造。
 
锤击给居民和海洋生物带来严重影响
在测试区域，部分风电场的桩基，即单桩，是通过振动的方式打入地下的。在此之前，单桩都是通过冲击锤的方式来打入地面，这不但费时费力，而且会产生巨大的噪音，损害居民和海洋生物的健康。由于水下噪音传播范围及强度远甚于陆地，这对于北海及东海的那些对噪音特别敏感的海洋生物，影响更大。
 
“轻柔触碰，桩转瞬即逝”
“此刻，我们正把单桩以振动的方式打入地下，这种工法简单而经济。当用冲击锤来打桩时，需要采取更多措施来降低噪音。
而使用振动打桩设备，产生的噪音大大减少，施工也快多了，因此节省了额外的工时、精力和设备。”RWE Innogy 公司的Tobias Griesshaber说。
 
振动打桩方式对打桩船上的操作人员、海洋生物和桩本身的伤害要比冲击打桩法小得多。专家们认为，这种新技术能将涡轮机基础的寿命延长20 -25年。“每一次锤的冲击都会使单桩老化一周” RWE的Griesshaber先生说。振动锤用轻柔的接触和连续的能量来打桩。这使地面暂时液化，土壤阻力被大大降低。93吨的单桩在几分钟内就被液压振动锤成功地打入地下。液压冲击锤方法需要至少一小时才能完成。
 
试桩需证明其稳定性
专家们对于振动锤打桩法寄予厚望。很明显，它已经证明能节约大量时间。现在，他们得证明振动桩法与冲击桩法有同等的侧向稳定性。为获得有效结果，有6根单桩被打入试验井的地面下；其中3根为振动锤法，3根为冲击锤法。“我们将揭晓谁是胜者”，施工经理Ralf Sternberg说。
试桩总费用超过六百万欧元，若新的振动锤技术胜出，相应的投资回报是显而易见的。我们会在年底得知试桩结果，若振动锤工法获胜，预计明年初它将被投入使用。
 
要测试什么？
该试验项目的目标是证明振动法桩和冲击法桩的侧向承载能力是相同的。而且，还要表明全深度振动法打桩比冲击法打桩的噪音水平更底，桩的疲劳度和应力更低，打桩速度更快，效率更高。最后，该技术能简化大型桩的施工过程，因为它在海上风电场涡轮泵建设需要用到的设施更少。
 
谁参与了该项目？
该测试为RWE Innogy DONG Energy EnBW E.ON 和 Vattenfall共 5家公司联合项目，在Carbon Trust海上风力加速器(OWA)和海上施工供应商支持下进行。Bilfinger Construction公司为项目施工合作单位，协作并实施板桩的施工和测试。这些长21米直径4.3米的板桩，是在德国北部的SteelwindNordenham公司新建的板桩生产厂制造的。